ES3029651T3 - Method for establishing a bidirectional nas signal channel between a secure element cooperating with a terminal and a remote platform - Google Patents

Method for establishing a bidirectional nas signal channel between a secure element cooperating with a terminal and a remote platform Download PDF

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Abstract

La invención propone un método para establecer un canal de señalización NAS bidireccional entre un elemento seguro (10) que coopera con un terminal (12) y una plataforma distante (11) a través de una Función de Exposición de Red (30), a petición bien del elemento seguro (10) o bien de la plataforma distante (11), comprendiendo el método un intercambio de contenedores (51) de datos entre la plataforma distante (11) y el elemento seguro (10) a través de la Función de Exposición de Red (30). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para establecer un canal de señalización NAS bidireccional entre un elemento seguro que actúa conjuntamente con un terminal y una plataforma remota
La presente invención se refiere al campo de las telecomunicaciones y, más específicamente, al del establecimiento de un canal bidireccional entre un elemento seguro que actúa conjuntamente con un terminal y una plataforma distante.
El elemento seguro es, por ejemplo, una UICC (tarjeta de circuito integrado universal), una iUICC (UICC integrada) o una eUICC (UICC incorporada). El terminal normalmente es un terminal portátil, tal como un teléfono móvil, un teléfono inteligente o un PDA (asistente digital personal).
No es necesario que el elemento seguro esté conectado físicamente al terminal, sino que puede comunicarse con este último a través de una conexión de corto alcance, en donde el elemento de seguridad está desplazado y se comunica con el terminal a través de un canal de corto alcance (Bluetooth o Wi-Fi, por ejemplo). El establecimiento de un canal bidireccional entre el elemento seguro y la plataforma distante es necesario, por ejemplo, para administrar este elemento seguro de manera inalámbrica (“ overthe air”)(cuando la plataforma es una plataforma OTA) o descargar una suscripción completa en el elemento seguro (en este caso, la plataforma es una plataforma RPS tal como la define la GSMA).
Los elementos seguros se pueden administrar de dos maneras: La primera consiste en transmitir, desde una plataforma OTA, datos o programas a elementos seguros dirigidos, por ejemplo, durante campañas de actualización. Este tipo de administración se denomina “ push” (envío unidireccional) y se basa en la transmisión en modo SMS. El problema radica en que este método no es adecuado para redes de nueva generación, tales como las redes de LTE, que no admiten el<s>M<s>(son completamente http). La segunda consiste en interrogar, por ejemplo de manera regular o ante la aparición de un evento, a la plataforma OTA para saber si hay actualizaciones disponibles o no. Esta interrogación la inicia el elemento seguro y se denomina “ sondeo” o “ extracción” (el elemento seguro comprueba si la plataforma tiene algo que transmitirle). La interrogación se lleva a cabo en modo http. La figura 1 representa dos canales inalámbricos que están disponibles actualmente para el intercambio de datos entre un elemento seguro y un servidor remoto: SMS y HTTP/S.
En esta figura se representan:
-Un elemento seguro 10,
-Una plataforma distante 11 (en este caso, una plataforma OTA),
-Un terminal 12 (equipo de usuario o UE) con el que actúa conjuntamente el elemento seguro 10.
En cualquier caso, el terminal 12 se comunica con el servidor 11 a través de una estación base 13 (gNodoB de una red 5G 14).
La red principal 5G 14 comprende:
-Una AMF (función de gestión de acceso y movilidad) 15 cuya función es gestionar la movilidad del UE 12. Sus principales tareas incluyen: Gestión de registro, gestión de conexión, gestión de accesibilidad, gestión de movilidad y diversas funciones relacionadas con la gestión y autorización de seguridad y acceso;
-Una SMSF (función SMS) 16 cuya función es gestionar el SMS enviado por el UE 12 o que se enviará al UE 12;
- Una UPF (función de plano de usuario) 17 cuya función es similar a la que desempeña la pasarela de servicio/paquetes en un sistema 4G LTE. La UPF admite funciones y capacidades para facilitar la operación en el plano de usuario. Los ejemplos incluyen: enrutamiento y reenvío de paquetes, interconexión a la red de datos, aplicación de políticas y almacenamiento en memoria intermedia de datos.
La red principal 5G 14 se comunica a través de Internet con la plataforma OTA 11. Por este lado se obtiene un SMSC de Internet 18.
El primer canal inalámbrico disponible actualmente para el intercambio de datos entre el elemento seguro 10 y el servidor 11 tiene el número de referencia 20. Es un canal de SMS bidireccional (modo push) que implica a la AMF 15, la SMSF 16 y el SMSC 18. El SMS es bidireccional pero tiene un ancho de banda muy bajo.
El segundo canal inalámbrico disponible actualmente tiene el número de referencia 21. Es un canal http/s que implica Internet y (en el lado de la red principal 5G 14) la UPF 17. Un canal http/s tiene un buen ancho de banda, pero es unidireccional cliente-servidor; siempre es el UE 12 el que abre el canal, lo que impulsa la necesidad de disponer de SMS push o mecanismos de sondeo no optimizados.
<El documento EP-3024254 describe la administración de elementos seguros que están ubicados en un país extranjero a través de SMS, USSD o datos sobre GPRS, UMTS o LTE.
El documento WO 2018/206095 describe un sistema que usa BIP para transmitir datos entre un SIM y un servidor. El documento WO 2018/035431 describe el uso de BIP para la comunicación entre un terminal y un elemento seguro. >
El método propuesto proporciona un tercer canal de comunicación bidireccional con suficiente ancho de banda entre el elemento seguro 10 y el servidor remoto 11. Este canal puede usarse a petición o bien del elemento seguro 10 o bien de la plataforma distante 11, por ejemplo, para descargar una lista de PLMN preferida con fines de itinerancia (SoR: guiado de itinerancia). En particular, este canal se puede usar para todos los casos de uso de administración de elementos seguros remotos.
A este respecto, la invención propone un método para establecer un canal de señalización NAS (estrato sin acceso) bidireccional entre un elemento seguro que actúa conjuntamente con un terminal y una plataforma distante a través de una NEF (función de exposición de red), a petición o bien del elemento seguro o bien de la plataforma distante, comprendiendo el método un intercambio de contenedores de datos entre la plataforma distante y el elemento seguro a través de la NEF.
En una primera realización, la plataforma distante es una plataforma OTA.
En una segunda realización, la plataforma distante es una plataforma RSP tal como define la GSMA. Preferiblemente, los contenedores se intercambian a través de BIP entre el elemento seguro y el terminal.
En otra realización, los contenedores se intercambian entre el elemento seguro y el terminal a través de un archivo escrito en el elemento seguro.
La presente invención se entenderá mejor con la lectura de siguiente descripción de las figuras, que representan lo siguiente:
- la figura 1, dos canales inalámbricos que están disponibles actualmente para el intercambio de datos entre un elemento seguro y un servidor remoto;
- la figura 2, un tercer canal de comunicación bidireccional entre el elemento seguro y el servidor remoto, según la invención;
- las figuras 3 y 4, dos formas diferentes de intercambiar datos entre el elemento seguro y el terminal de usuario. La figura 1 ya se ha descrito en relación con el estado de la técnica.
La figura 2 representa un tercer canal de comunicación bidireccional entre el elemento seguro y el servidor remoto, según la invención.
En esta figura, se establece un canal de comunicación bidireccional 50 entre el elemento seguro 10 y un servidor remoto 11 a través de la señalización de red 5G.
T8 es una interfaz/punto de referencia para exponer servicios de marco como API RESTful para aplicaciones M2M entre una NEF 30 (función de exposición de red) y el servidor 11.
El canal de señalización 50 es un canal NAS (estrato sin acceso) que puede usarse a petición del elemento seguro 10 o de la plataforma distante 11.
NAS es una capa funcional en las pilas de protocolos de telecomunicaciones inalámbricas UMTS y LTE entre la red principal y el equipo de usuario.[1] Esta capa se utiliza para gestionar el establecimiento de sesiones de comunicación y para mantener comunicaciones continuas con el equipo del usuario a medida que se mueve. El NAS se define en contraposición al estrato de acceso, que es responsable de transportar la información a través de la parte inalámbrica de la red. Una descripción adicional del NAS es que es un protocolo para los mensajes que se transmiten entre el equipo de usuario, también conocido como dispositivos móviles, y los nodos principales (por ejemplo, centro de conmutación móvil, nodo de soporte GPRS que da servicio o entidad de gestión de movilidad) que se transmite de manera transparente a través de la red de radio. Los ejemplos de mensajes de NAS incluyen mensajes de actualización o adjuntos, mensajes de autenticación, peticiones de servicio, etc. Una vez que el equipo de usuario (UE) establece una conexión de radio, el UE usa la conexión de radio para comunicarse con los nodos principales para coordinar el servicio. La diferencia es que el estrato de acceso es para el diálogo explícito entre el equipo móvil y la red de radio y el NAS es para el diálogo entre el equipo móvil y los nodos de la red principal. Para LTE, el estándar técnico para NaS es 3GPP Ts 24.301.
En este canal, los contenedores 51 se intercambian entre la plataforma distante 11 y el elemento seguro 10 a través de la NEF 30 que constituye una interfaz entre la red 5G 14 e Internet 19. Esto significa que los contenedores 51 pueden enviarse por el servidor remoto 11 o por el elemento seguro 10.
Estos contenedores son específicos para los intercambios entre el elemento seguro 10 y el servidor 11. La invención consiste en un “ contenedor de UICC” genérico que debe unirse a cualquier mensaje de señalización de enlace descendente y enlace ascendente, junto con una forma local de intercambiar el contenedor UICC entre SIM y UE. En el lado de la red principal, la invención aprovecha también la conexión servidor remoto/UDM.
Preferiblemente, los contenedores de enlace descendente (enviados desde el servidor remoto 11 al elemento seguro 10) comprenden una lista de PLMN que debe usar el elemento seguro 10. Esto permite que el servidor remoto 11 controle el comportamiento del elemento seguro 10 mientras está en itinerancia. Pero los contenedores pueden contener cualquier tipo de mensajes, instrucciones, programas applets, ... que se enviarán al elemento seguro 10. Para el enlace ascendente (mensajes enviados por el elemento seguro 10 al servidor 11), se aplica la misma observación.
Los diferentes paquetes pueden identificarse mediante un IARI (identificador de referencia de aplicación IMS) definido por defecto que corresponde a un mensaje que no es un mensaje IMS, entre el UE 12 y el elemento seguro 10. Este IARI solo se usa entre el elemento seguro 10 y el UE 12.
En una primera realización, la plataforma distante es una plataforma OTA.
En una segunda realización, la plataforma distante es una plataforma RSP tal como define la GSMA.
A nivel de los intercambios entre el elemento seguro 10 y el UE 12, los contenedores pueden intercambiarse a través de BIP.
Este intercambio de datos se representa en la figura 3.
En la etapa 100, se envía un mensaje de ENVOLTURA (descarga de evento: datos IMS entrantes) con el mensaje IARI = “ acceso de UICC a NAS” desde el UE 12 al SE 10.
El SE 10 responde con un mensaje en la etapa 101, con un mensaje de “ CANAL ABIERTO (canal abierto para IMS, IARI = “ acceso de UICC a NAS” , tamaño de memoria intermedia)” .
El UE 12 responde entonces con un mensaje de “ RESPUESTA DE TERMINAL (channel_ld)» en la etapa 102. El UE 12 responde a esta respuesta con un mensaje de “ ENVOLTURA (descarga de evento: datos disponibles)” en la etapa 103.
A continuación, en la etapa 104, el SE 10 envía un mensaje de “ RECIBIR DATOS (canal abierto para IMS, IARI = “ acceso de UICC a NAS” , tamaño de memoria intermedia)” al UE 12.
El protocolo termina con las etapas 105 y 106, en las que el SE 10 envía una petición de “ CERRAR CANAL (channeljd)” al UE 12 y el UE 12 responde con un mensaje de “ RESPUESTA DE TERMINAL (OK)”
En otra realización, los contenedores se intercambian entre el elemento seguro y el terminal a través de un archivo escrito en el elemento seguro.
Esto se representa en la figura 4.
En una primera etapa 110, el SE 10 envía un mensaje de “ CANAL ABIERTO (canal abierto para IMS, IARI = “ acceso de UICC a NAS” , tamaño de memoria intermedia)” al UE de terminal 12. Este responde en la etapa 111 con un mensaje de “ RESPUESTA DE TERMINAL (channeljd)” A continuación, en la etapa 112, el SE 10 envía un mensaje de invitación “ ENVIAR DATOS (almacenar, datos)” al UE 12.
El UE 12 responde con un mensaje de “ RESPUESTA DE TERMINAL (OK)” en la etapa 113 y el proceso finaliza con un mensaje del SE 10 al UE 12 “ ENVIAR DATOS (inmediatos, datos)” .
La invención tiene un interés particular para ODC (conecitividad bajo demanda), donde un usuario final puede elegir su MNO con un elemento seguro incorporado (eUICC o iUICC)) y para las plataformas OTA que administran estos elementos seguros incorporados.
Por tanto, tal como se mencionó anteriormente, puede introducirse un guiado de itinerancia (SoR), en el que se adjunta un “ contenedor transparente de SoR” a dos mensajes de NAS (estrato sin acceso) de señalización 5G de enlace descendente: ACEPTACIÓN DE REGISTRO y NAS de DL. Cuando se recibe tal contenedor, el UE lo transferirá al elemento seguro utilizando una envoltura de descarga de datos de SMS PP. Se hace referencia a: 3GPP TS 24.501 CR C1-184908 / TS 23.122 C1-184911 / TS 31.111 C6-180417.
En el lado de la red principal, el servidor remoto tiene una conexión con la gestión de datos unificados 5G (UDM, que es la evolución de HSS) para proporcionar el contenido de contenedor transparente de SoR.
También hay que mencionar que ETSI TS 131.111 V13.4.0 (2016-08), versión 13, titulado “ Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM)” ; Universal Mobile telecommunications System (UMTS); LTE; Universal Subscriber Identity Module (USIM), Application Toolkit (USAT)” , describe en su anexo R cómo una UICC puede acceder a una red IMS. La invención simplemente propone modificar este anexo R para transferir datos entre el UE y el elemento seguro. Consiste en reemplazar los mensajes de señalización IMS entrantes o salientes por cualquier mensaje NAS de DL o NAS de UL en los diagramas de flujo del anexo R.
Para realizar tal reemplazo, puede definirse, por ejemplo, un IARI específico, es decir: “Acceso de UICC a NAS” : para que tanto el UE como SIM sepan que los mensajes entrantes y salientes no deben transmitirse a través de SIP para la red IMS, sino a través de un Na S 5G.
A través del valor de perfil de terminal dedicado, el UE indica a SIM que admite la función de contenedor UICC sobre NAS.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Método para establecer un canal de señalización NAS bidireccional según 3GPP entre un elemento seguro (10) que actúa conjuntamente con un terminal (12) y una plataforma distante (11) a través de una función de exposición de red (30) según 3GPP, siendo dicho elemento seguro una UICC, una iUlCC o una eUlCC, a petición de o bien dicho elemento seguro (10) o bien dicha plataforma distante (11), comprendiendo dicho método un intercambio de contenedores (51) de datos entre dicha plataforma distante (11) y dicho elemento seguro (10) a través de dicha función de exposición de red (30), estando unidos dichos contenedores a mensajes de señalización NAS de enlace descendente y ascendente durante un procedimiento de NAS.
2. Método según la reivindicación 1, en donde dicha plataforma distante (11) es una plataforma “ over the air” , OTA.
3. Método según la reivindicación 1, en donde dicha plataforma distante (11) es una plataforma RSP tal como define la GSMA.
4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dichos contenedores (51) se intercambian a través del protocolo independiente de portadora, BIP, entre dicho elemento seguro (10) y dicho terminal (12).
5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dichos contenedores (51) se intercambian entre dicho elemento seguro (10) y dicho terminal (12) a través de un archivo escrito en dicho elemento seguro (10).
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